2013年2月23日

科學實驗-運動學-讓時間沉澱


2011311日這個舉世震驚的日子,因為太難忘了,所以隔天就做了這個跟沈澱與粒子碰撞相關的實驗,從三月開始到十二月止,總共觀察了半年多,每隔一個月記錄一次變化,直到完全沈澱到底沒有其他改變為止。
這是2011/03/12日本地震隔天拍的照片
裡面的粒子分布較為均勻,所以到處都看得到散射的白光出現

我所使用的是圓口玻璃瓶,一方面是因為玻璃厚重,不會因為稍微風吹草動而影響內部的沈澱,另外一方面是為了方便觀察,因此所選擇的瓶身是無紋路的光滑表面。此外瓶蓋要密封住,以免外界的干擾或雜質從瓶口進入,所以這一瓶溶液就這麼封住了10個月。
過了一個月(2011/04/12),可以看到溶液上方的溶質粒子稀少的樣子
由於細小粒子無法使光散射,所以就呈現透明的狀態

如果有縮時攝影器的話,會比較方便,也不用在下個月想到要拍照時才回憶上個月的拍攝角度和高度,但是機器就會固定在同一個地方很久一段時間,這也不是我想要的資源使用方式。
隔了二、三個月(2011/05/122011/06/12),可以更明顯地看出溶液分層的現象
而且時間間隔越久,就等同於沉降的間隔幾乎等比例增加

第四、五個月(2011/07/122011/08/12),溶液底部沈澱有凝聚厚實的現象
而且上方的溶質粒子數量變少,因此散射出來的白色光也跟著變淡

這個對比現象在經過了半年(2011/09/12)之後更為明顯
底部膠結的粒子與仍懸浮著的粒子對於光的散射量有明顯差異

這裡所使用的是奈米級的二氧化矽溶液,是以有機溶劑溶解二氧化矽所製得。原本的用途是用來介紹、演示及操作物質表面疏水性的現象,取得不易,所以一直珍藏在藥品櫃中,但時間一久,卻突然發覺這個沉降的現象,一直放在心裡想要找個時間再好好觀察,後來因為大地震的發生,才決定在311日的隔天啟動這個實驗計畫。
到了十月(2011/10/12),大勢幾乎底定
不過拉近一看,在白色沈澱層上方還有一層薄薄的粒子不甘就這麼停滯不動

進入十一月(2011/11/12),那層薄薄的粒子也幾乎不見了
這時我想再等一個月吧,如果沒有狀態上的變化,那觀察就可以告一段落了

這個裝置是放在小孩子拿不到的地方,也不是在可以開開關關的櫃子裡,而是放在樓梯轉角處的水泥平台上,平常也不會去碰到,再加上光照少,且發生在台南的有感地震在觀察期間內並不會很多,所以干擾極少。
最後一組是在十二月(2011/12/12)拍攝的,膠結的狀況很明顯,為什麼知道呢?
因為拍完後,我就把瓶身整個拿起來搖晃,沒想到白色凝膠不易脫落

第一次最那麼久的實驗觀察記錄,感覺就像是在等待最終侵蝕基準面(海平面)以下的沈積發生一樣,不過不一樣的是海水並非靜止的水體,而是有垂直溫差以及洋流流動、海風的吹拂,這裡所觀察的就像是在很久沒有人活動的房子裡,塵埃落地的現象,也難怪常在國外影集中看到以白布披覆在家具上的場景。
這是花了十個月的微粒沈積的現象啊,摸起來感覺比沒凝固完全的果凍還軟
這種奈米級顆粒的凝膠物有點像溫泉蛋的觸感

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